DE19756711C2 - Stützscheibenlagerung für einen Offenend-Spinnrotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützscheibenlagerung für einen Offenend-Spinnrotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Stützscheibenlagerungen der gattungsgemäßen Art besteht allgemein das Problem, daß sich die Laufringe der Stützscheiben während des Betriebes, insbesondere aufgrund der zwischen Rotorschaft und Lauffläche auftretenden Walkarbeit, relativ stark erwärmen, was mit der Zeit zu einer Ermüdung des Laufringmaterials führt.

Dieses Problem tritt sowohl bei axialschubfreien Stützscheibenlagerungen als insbesondere auch bei Stützscheibenlagerungen mit geschränkt angeordneten Stützscheibenpaaren auf. Bei Lagerungen mit geschränkt angeordneten Stützscheibenpaaren wird durch den Rotorschaft zusätzlich Walkarbeit durch eine axiale Schubkomponente auf dem Laufring erzeugt. Die durch diese Schubkomponente entstehende Reibungswärme belastet den Laufring ebenfalls.

Das heißt, mit der Zeit kommt es zu einer Ermüdung des Laufringmaterials mit der Folge, daß sich Beschädigungen im Bereich der Lauffläche des Laufringes einstellen. Außerdem besteht dann die Gefahr, daß sich der Laufring, vor allem im Randbereich, vom Nabenkörper löst.

In der Vergangenheit sind bereits zahlreiche Stützscheibenlagerungen für Offenend-Spinnrotoren entwickelt worden, die sich, insbesondere hinsichtlich der Form der Laufringe sowie der Art wie die Laufringe auf dem Nabenkörper fixiert sind, unterscheiden.

Die DE 34 47 600 A1 beschreibt beispielsweise eine Stützscheibe, deren Nabenkörper auf dem Außenumfang eine Nut aufweist, in die der Laufring, der aus einem Kunststoff besteht, eingegossen und damit axial fixiert ist. Der Laufring weist außerdem auf dem Außenumfang, das heißt, im Bereich seiner Lauffläche, zu dieser Nut versetzt, eine sogenannte Kühlnut auf.

Eine ähnliche Ausführungsform ist durch die DE 36 15 777 A1 bekannt. Der Nabenkörper weist in diesem Fall in seinem Mittelbereich anstelle einer Nut eine radial vorstehende Rippe auf. Der Laufring dieser bekannten Stützscheibe ist ausdrücklich ohne Kühlnut.

Des weiteren sind Stützscheiben Stand der Technik, bei denen die Nabenkörper sowohl eine oder mehrere Nuten und/oder eine oder mehrere radial vorstehende Rippen aufweisen. Der Laufring dieser Stützscheiben weist in der Regel eine Kühlnut auf (DE 37 19 445 A1).

Bei den vorgenannten, bekannten Stützscheiben konnte zwar eine teilweise Ableitung der durch die Walkarbeit entstehende Wärme erreicht werden, es besteht jedoch nach wie vor die Gefahr, daß sich der Laufring mit der Zeit, insbesondere im Bereich der Außenkanten des Laufringes, vom Nabenkörper löst.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, die Flanken des Laufringes im Nabenkörper zu verklammern.

Die DE 195 11 000 C1 oder die DE 195 49 466 A1 beschreiben beispielsweise eine Stützscheibe mit einem Nabenkörper, der an seinem Außenumfang ein glockenförmiges Profil sowie im Bereich der Nabenkörper-Seitenflächen jeweils eine in sich geschlossene Ringnut aufweist. In diese Strukturen wird der Laufring, der aus einem polymeren Werkstoff besteht, eingegossen, so daß eine nahezu formschlüssige Fixierung des Laufringes auf dem Nabenkörper erfolgt.

Wenngleich durch die Ausführungsform gemäß DE 195 11 000 C1 oder DE 195 49 466 A1 eine Verbesserung der Befestigung des Laufringes am Nabenkörper erreicht wurde, sind die bekannten Stützscheiben, insbesondere in der Wärmeableitung noch nicht optimal.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Stützscheiben dahingehend zu verbessern, daß sowohl eine ausreichende Wärmeabfuhr als auch eine sichere Festlegung des Laufringes am Nabenkörper gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stützscheibenlagerung gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Stützscheibe hat einerseits den Vorteil, daß durch die in allen Bereichen nahezu gleiche Belagsdicke des Laufringes eine gute, das heißt, gleichmäßige Ableitung der bei der Rotation des Rotorschaftes auf der Lauffläche der Stützscheibe durch Walkarbeit entstehenden, unvermeidlichen Wärme in den metallischen Nabenkörper gewährleistet ist, so daß Wärmestaubereiche im Laufringmaterial, die den Werkstoff vorzeitig altern lassen, vermieden werden können.

Andererseits wird durch die formschlüssige Umklammerung der freien Flanken des M-förmig ausgebildeten Laufringes sicher verhindert, daß sich diese Flanken mit der Zeit vom Nabenkörper lösen.

Vorzugsweise weist der Laufring außerdem, wie im Anspruch 2 dargelegt, im Mittelbereich der Lauffläche eine V-förmige Kühlnut auf. Eine solche Kühlnut führt zu einer Vergrößerung der Konvektionsfläche, was sich ebenfalls positiv auf die Wärmeabfuhr des Laufringes auswirkt.

In bevorzugter Ausführungsform ist die V-förmige Kühlnut dabei, wie im Anspruch 3 dargelegt, im Nutgrund konkav gewölbt. Durch eine solche konkave Wölbung kann die Gefahr, daß es beim Betrieb der Stützscheibe in diesem Bereich zu einer Rißbildung kommt, deutlich vermindert werden.

Die Ausgestaltung gemäß Fig. 4 führt zu einer vorteilhaften Ausführungsform des Laufringes, wobei einerseits eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet ist und andererseits sichergestellt bleibt, daß die über den Rotorschaft auf den Laufring wirkende Flächenbelastung, die mitverantwortlich für das Entstehen der Reibungswärme ist, nicht zu groß werden kann.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß die freien Flanken des M-förmig ausgebildeten Laufringes konvergierend verlaufen (Anspruch 5). Die freien Flanken werden dabei zwischen dem V-förmig ausgebildeten Mittelbereich und den seitlich angeordneten Rippen der radialen Profilierung des Nabenkörpers verklammert.

Eine umlaufende Hinterschneidung (Anspruch 6) im Bereich der Basis der Rippen verhindert dabei zuverlässig, daß sich die freien Flanken, beispielsweise unter dem Einfluß der auftretenden Fliehkräfte, aus ihrer Umklammerung lösen können. Das bedeutet, der Laufring ist auf dem Nabenkörper sicher formschlüssig festgelegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Stützscheibe ergibt sich durch das in Anspruch 7 beschriebene Merkmal. Derartige Stützscheiben zeichnen sich während des Betriebes durch einen niedrigen Luftwiderstand aus, was sich bei Offenend- Spinnmaschinen, die eine Vielzahl solcher erfindungsgemäßer Stützscheiben aufweisen, positiv auf den Gesamtenergieverbrauch der Maschine auswirkt. Durch die konvex geformten Seitenflächen wird außerdem insgesamt die Abstrahlungsfläche des Nabenkörpers vergrößert und damit die Wärmeabgabe an die Umgebung weiter verbessert.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen weiter erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Stützscheibenlagerung mit einem im Lagerzwickel der Stützscheibenpaare umlaufenden Spinnrotor,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Stützscheibe im größeren Maßstab, im Schnitt,

Fig. 3 den Laufring im Detail, ebenfalls im Schnitt.

Die Fig. 1 zeigt eine Stützscheibenlageranordnung 1, wie sie in Offenend-Rotorspinnvorrichtungen Verwendung findet.

Derartige Stützscheibenlageranordnungen 1 weisen üblicherweise zwei auf einem Lagerbock 2 angeordnete Stützscheibenpaare auf, die zwischen sich jeweils einen Lagerzwickel bilden. Die Achsen der Stützscheibenpaare können dabei entweder geschränkt angeordnet sein oder parallel verlaufen.

Bei geschränkter Anordnung der Stützscheibenpaare wirkt während des Betriebes eine axiale Schubkomponente auf den Rotorschaft und hält diesen in Anlage an einem rotorschaftendseitig angeordneten, mechanischen Axiallager.

In Fig. 1 ist von den beiden Stützscheibenpaaren nur das vorne liegende Stützscheibenpaar 3 mit den Stützscheiben 4 und 5 dargestellt. Die Stützscheiben 4, 5 sind dabei drehfest auf einer Achse 6 angeordnet, die in einem Lagergehäuse 7 gelagert ist. Das Lagergehäuse 7 ist seinerseits auf dem Lagerbock 2 festgelegt.

Im Lagerzwickel der Stützscheibenpaare ist mit seinem Rotorschaft 8 ein Spinnrotor 9 gelagert, dessen Rotortasse die Bezugszahl 10 trägt. Der Antrieb des Spinnrotors 9 erfolgt über einen maschinenlangen Tangentialriemen 11, der von einer Druckrolle 12 angestellt, den Rotorschaft 8 beaufschlagt.

Bei paralleler Anordnung der Achsen der Stützscheibenpaare, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist, ergibt sich eine axialschubfreie Lagerung des Rotorschaftes 8 im Lagerzwickel der Stützscheibenlagerung. In diesem Fall wird der Spinnrotor 9 über ein rotorschaftendseitig angeordnetes Magnetlager 13 axial positioniert.

Die Stützscheibe 4 bzw. 5, die in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist, besitzt einen metallischen Nabenkörper 14 sowie einen an den Nabenkörper 14 angegossenen, vorzugsweise aus einem polymeren Werkstoff, beispielsweise Polyurethan, bestehenden Laufring 15. Der Nabenkörper 14, der beispielsweise aus Alumium gefertigt ist, weist konvex geformte Seitenflächen 16, 17 auf. Der Nabenkörper 14 besitzt außerdem eine zentrale Durchgangsbohrung 18, über die die Stützscheiben 4 und 5 mittels Preßsitz auf der Achse 6 fixierbar sind. Im zentralen Bereich der Seitenfläche 17 ist noch eine Aufnahme 19 angeordnet, in die ein (nicht dargestellter) vorzugsweise ebenfalls konvex geformter Verschlußstopfen festlegbar ist.

Auf seinem Außenumfang weist der Nabenkörper 14 eine radial abstehende Profilierung 20 auf. Diese Profilierung 20 besteht, wie auch aus Fig. 3 ersichtlich, aus einer V-förmig ausgebildeten Mittelstruktur 21 sowie zwei seitlich neben der Mittelstruktur 21 angeordneten, umlaufenden Rippen 22, 23.

Um diese Profilierung 20 wird ein Laufring 15 gegossen, der, wie vorstehend bereits angedeutet, aus einem polymeren Werkstoff besteht, und der eine etwa M-förmige Form aufweist. Der Laufring 15 besitzt dabei auf seiner gesamten Querschnittsfläche eine annähernd gleiche Belagsdicke D. Die freien Flanken 24, 25 des Laufringes 15 sind zwischen der V-förmig angebildeten Mittelstruktur 21 und den seitlich angeordneten Rippen 22, 23, die im Bereich ihrer Basis jeweils eine Hinterschneidung 29 aufweisen, sicher fixiert.

In der Mitte seiner Lauffläche 26 besitzt der Laufring 15 außerdem eine V-förmig ausgebildete Kühlnut 27, deren Breite B mindestens der Tiefe T entspricht. Außerdem ist der Nutgrund 28 der Kühlnut 27 besitzt einen konkav gewölbt.

Claims (7)

1. Stützscheibenlagerung für einen Offenend-Spinnrotor, mit paarweise angeordneten Stützscheiben, die jeweils einen Nabenkörper aus einem metallischen Werkstoff sowie einen Laufring aus einem polymeren Werkstoff aufweisen, wobei der Nabenkörper eine umfangsseitig angeordnete Profilierung besitzt, an der der Laufring festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkörper (14) umfangsseitig eine radiale, umlaufende Profilierung (20) aufweist, zwischen deren V-förmiger Mittelstruktur (21) und seitlichen Rippen (22, 23) die freien Flanken (24, 25) eines M-förmig ausgebildeten, eine im Querschnitt nahezu gleichbleibende Belagsdicke (D) aufweisenden Laufringes (15) festlegbar sind.

2. Stützscheibenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufring (15) eine umlaufende, im Querschnitt zumindest angenäherte V-förmige Kühlnut (27) aufweist.

3. Stützscheibenlagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlnut (27) einen konkav gewölbten Nutgrund (28) besitzt.

4. Stützscheibenlagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) der Kühlnut (27) mindestens der Tiefe (T) der Kühlnut entspricht.

5. Stützscheibenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Flanken (24, 25) des M-förmig ausgebildeten Laufringes (15) konvergierend verlaufen.

6. Stützscheibenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Rippen (22, 23) des Nabenkörpers (14) im Bereich ihrer Basis jeweils eine umlaufende Hinterschneidung (29) aufweisen.

7. Stützscheibenlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkörper (14) konvex geformte Seitenflächen (16, 17) aufweist.